JP4275036B2 - 誘電体磁器組成物及び電子部品 - Google Patents
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Description
チタン酸バリウムからなる主成分と、
MgO,CaO,BaO及びSrOから選択される少なくとも1種からなる第1副成分と、
(Ba,Ca) x SiO 2+x (但し、x=0.7〜1.2)からなる第2副成分と、
V2 O5 ,MoO3 及びWO3 から選択される少なくとも1種からなる第3副成分と、
R1の酸化物(但し、R1はSc,Er,Tm,Yb及びLuから選択される少なくとも1種)からなる第4副成分と、
CaZrO3 からなる第5副成分と、
Aの酸化物(但し、Aは、Al、Cr、Ga、Geの陽イオン元素群から選択される少なくとも1種)からなる第8副成分とを、有する誘電体磁器組成物であって、
前記主成分100モルに対する前記第8副成分の比率が1〜4モル(但し、1モルと4モルを除く。A酸化物に換算した値)である誘電体磁器組成物が提供される。
第1副成分:0.1〜3モル、
第2副成分:2〜10モル、
第3副成分:0.01〜0.5モル、
第4副成分:0.5〜7モル(但し、第4副成分のモル数は、R1単独での比率である)、
第5副成分:0<第5副成分≦5モルである。
好ましくは、R2の酸化物(但し、R2はY、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選択される少なくとも一種)からなる第6副成分をさらに有し、前記第6副成分の含有量が、チタン酸バリウムからなる主成分100モルに対し9モル以下(但し、第6副成分のモル数は、R2単独での比率である)である。
前記第5副成分において、CaとZrとのモル比は任意であるが、好ましくはCa/Zr=0.5〜1.5、より好ましくはCa/Zr=0.8〜1.5、特に好ましくはCa/Zr=0.9〜1.1である。
好ましくは、MnOからなる第7副成分をさらに有し、前記第7副成分の含有量が、チタン酸バリウムからなる主成分100モルに対し0.5モル以下である。
log(IR150 /IR25) …式1
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る電子部品としての積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層2と内部電極層3とが交互に積層されたコンデンサ素子本体10を有する。コンデンサ素子本体10の両端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4が形成してある。内部電極層3は、各端面がコンデンサ素子本体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極4は、コンデンサ素子本体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。
誘電体層2は、本発明に係る誘電体磁器組成物を含有する。
MgO,CaO,BaO及びSrOから選択される少なくとも1種からなる第1副成分と、
(Ba,Ca) x SiO 2+x (但し、x=0.7〜1.2)からなる第2副成分と、
V2 O5 ,MoO3 及びWO3 から選択される少なくとも1種からなる第3副成分と、
R1の酸化物(但し、R1はSc,Er,Tm,Yb及びLuから選択される少なくとも1種)からなる第4副成分と、
CaZrO3 からなる第5副成分と、
Aの酸化物(但し、Aは、Al、Cr、Ga、Geの陽イオン元素群から選択される少なくとも1種)からなる第8副成分とを、有する。
第8副成分の上記比率は、A単独のモル比ではなく、A酸化物のモル比である。すなわち、例えば第8副成分としてAlの酸化物を用いた場合、第8副成分の比率が1モルであることは、Alの比率が1モルなのではなく、Al2 O3 の比率が1モルであることを意味する。
なお、第8副成分として2種以上の複数の元素(酸化物)を用いる場合には、合計含有量が前記主成分100モルに対して、上記範囲となるようにすればよい。すなわち第8副成分中における各酸化物の構成比率は任意である。
第1副成分:0.1〜3モル、
第2副成分:2〜10モル、
第3副成分:0.01〜0.5モル、
第4副成分:0.5〜7モル、
第5副成分:0<第5副成分≦5モルであり、
好ましくは、
第1副成分:0.5〜2.5モル、
第2副成分:2.0〜5.0モル、
第3副成分:0.1〜0.4モル、
第4副成分:0.5〜5.0モル、
第5副成分:0.5〜3モルである。
log(IR150 /IR25) …式1
内部電極層3に含有される導電材は特に限定されないが、誘電体層2の構成材料が耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。導電材として用いる卑金属としては、NiまたはNi合金が好ましい。Ni合金としては、Mn,Cr,Co及びAlから選択される1種以上の元素とNiとの合金が好ましく、合金中のNi含有量は95重量%以上であることが好ましい。
外部電極4に含有される導電材は特に限定されないが、本発明では安価なNi,Cuや、これらの合金を用いることができる。
本発明の誘電体磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサは、従来の積層セラミックコンデンサと同様に、ペーストを用いた通常の印刷法やシート法によりグリーンチップを作製し、これを焼成した後、外部電極を印刷または転写して焼成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。
まず、誘電体材料を作製するための出発原料として、それぞれ平均粒径0.1〜1μmの主成分原料(BaTiO3 )、第1〜第8副成分原料を用意した。
MgOとMnOの原料には炭酸塩(第1副成分:MgCO3 、第7副成分:MnCO3 )を用い、他の原料には酸化物(第2副成分:(Ba0.6 Ca0.4 )SiO3 、第3副成分:V2 O5 、第4副成分:Yb2 O3 、第5副成分:CaZrO3 、第6副成分:Y2 O3 、第8副成分:Al2 O3 )を用いた。なお、第2副成分である(Ba0.6 Ca0.4 )SiO3 は、BaCO3 ,CaCO3 及びSiO2 をボールミルにより16時間湿式混合し、乾燥後、1150℃で空気中で焼成し、さらに、ボールミルにより100時間湿式粉砕することにより製造した。また、第5副成分であるCaZrO3 は、CaCO3 及びZrO3 をボールミルにより16時間湿式混合し、乾燥後、1150℃で空気中で焼成し、さらに、ボールミルにより24時間湿式粉砕することにより製造した。
log(IR150 /IR25) …式1
なお、各温度での絶縁抵抗の測定には、温度可変IR測定器を用い、測定電圧7.0V/μm、電圧印加時間60sで測定した。
これに対し、第8副成分の含有量が適正範囲にあることで、X8R特性を満足するとともに、IRの桁落ちが−2.00以上となり、IR温度依存性が改善されることが確認できた。
第8副成分原料の種類及び含有量を、表2〜5のように変化させた以外は、実施例1と同様にコンデンササンプルを作製し、同様の評価をした。
第8副成分原料の種類及び含有量を、表6のように変化させた以外は、実施例1と同様にコンデンササンプルを作製し、同様の評価をした。
10… コンデンサ素子本体
2… 誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
Claims (9)
- チタン酸バリウムからなる主成分と、
MgO,CaO,BaO及びSrOから選択される少なくとも1種からなる第1副成分と、
(Ba,Ca)x SiO2+x(但し、x=0.7〜1.2)からなる第2副成分と、
V2 O5 ,MoO3 及びWO3 から選択される少なくとも1種からなる第3副成分と、
R1の酸化物(但し、R1はSc,Er,Tm,Yb及びLuから選択される少なくとも1種)からなる第4副成分と、
CaZrO3 からなる第5副成分と、
Aの酸化物(但し、Aは、Al、Cr、Ga、Geの陽イオン元素群から選択される少なくとも1種)からなる第8副成分とを、有する誘電体磁器組成物であって、
前記主成分100モルに対する前記第8副成分の比率が1〜4モル(但し、1モルと4モルを除く。A酸化物に換算した値)である誘電体磁器組成物。 - 前記主成分100モルに対する各副成分の比率が、
第1副成分:0.1〜3モル、
第2副成分:2〜10モル、
第3副成分:0.01〜0.5モル、
第4副成分:0.5〜7モル(但し、第4副成分のモル数は、R1単独での比率である)、
第5副成分:0<第5副成分≦5モルである請求項1に記載の誘電体磁器組成物。 - R2の酸化物(但し、R2はY、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選択される少なくとも一種)からなる第6副成分をさらに有し、前記第6副成分の含有量が、前記主成分100モルに対し9モル以下(但し、第6副成分のモル数は、R2単独での比率である)である請求項1または2に記載の誘電体磁器組成物。
- 第4副成分及び第6副成分の合計の含有量が、前記主成分100モルに対し13モル以下(但し、第4副成分及び第6副成分のモル数は、R1及びR2単独での比率である)である請求項3記載の誘電体磁器組成物。
- MnOからなる第7副成分をさらに有し、前記第7副成分の含有量が、前記主成分100モルに対し0.5モル以下である請求項1〜4の何れかに記載の誘電体磁器組成物。
- 誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有する電子部品であって、
前記誘電体磁器組成物が、チタン酸バリウムからなる主成分と、
MgO,CaO,BaO及びSrOから選択される少なくとも1種からなる第1副成分と、
(Ba,Ca)x SiO2+x(但し、x=0.7〜1.2)からなる第2副成分と、
V2 O5 ,MoO3 及びWO3 から選択される少なくとも1種からなる第3副成分と、
R1の酸化物(但し、R1はSc,Er,Tm,Yb及びLuから選択される少なくとも1種)からなる第4副成分と、
CaZrO3 からなる第5副成分と、
Aの酸化物(但し、Aは、Al、Cr、Ga、Geの陽イオン元素群から選択される少なくとも1種)からなる第8副成分とを、有し、
前記主成分100モルに対する前記第8副成分の比率が1〜4モル(但し、1モルと4モルを除く。A酸化物に換算した値)である電子部品。 - 誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層と、内部電極層とが交互に積層してあるコンデンサ素子本体を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記誘電体磁器組成物が、チタン酸バリウムからなる主成分と、
MgO,CaO,BaO及びSrOから選択される少なくとも1種からなる第1副成分と、
(Ba,Ca)x SiO2+x(但し、x=0.7〜1.2)からなる第2副成分と、
V2 O5 ,MoO3 及びWO3 から選択される少なくとも1種からなる第3副成分と、
R1の酸化物(但し、R1はSc,Er,Tm,Yb及びLuから選択される少なくとも1種)からなる第4副成分と、
CaZrO3 からなる第5副成分と、
Aの酸化物(但し、Aは、Al、Cr、Ga、Geの陽イオン元素群から選択される少なくとも1種)からなる第8副成分とを、有し、
前記主成分100モルに対する前記第8副成分の比率が1〜4モル(但し、1モルと4モルを除く。A酸化物に換算した値)である積層セラミックコンデンサ。 - 前記誘電体磁器組成物において、前記主成分100モルに対する各副成分の比率が、
第1副成分:0.1〜3モル、
第2副成分:2〜10モル、
第3副成分:0.01〜0.5モル、
第4副成分:0.5〜7モル(但し、第4副成分のモル数は、R1単独での比率である)、
第5副成分:0<第5副成分≦5モルである請求項7に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記誘電体磁器組成物において、R2の酸化物(但し、R2はY、Dy、Ho、Tb、Gd及びEuから選択される少なくとも一種)からなる第6副成分と、MnOからなる第7副成分とをさらに有し、
前記第6副成分の含有量が、前記主成分100モルに対し9モル以下(但し、第6副成分のモル数は、R2単独での比率である)、
前記第7副成分の含有量が、前記主成分100モルに対し0.5モル以下である請求項8に記載の積層セラミックコンデンサ。
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